Glykosidaasit

Glykosidaasit eli glykosidihydrolaasit tai glykosyylihydrolaasit ovat ryhmä hydrolaaseihin kuuluvia entsyymejä. Nämä entsyymit sekä hydrolysoivat että muodostavat polysakkaridien glykosidisidoksia. Glykosidaaseja esiintyy kaikissa eliöryhmissä ja niitä ovat muun muassa amylaasi, disakkaridaasit, invertaasi, lysotsyymi, neuraminidaasi ja sellulaasit. Glykosidaasien EC-numero on 3.2.1.x. Glykosidaaseja käytetään muun muassa elintarviketeollisuudessa ja orgaanisen kemian synteeseissä.^[1][2][3][4]

Glykosidaasien katalysoima reaktio

Glykosidaasien luokittelu

Glykosidaasit voidaan luokitella endo- tai eksoglykosidaaseihin hydrolyysipaikan perusteella. Eksoglykosidaasit hydrolysoivat vain polysakkaridiketjun päissä olevia glykosidisidoksia, kun taas endoglykosidaasit hydrolysoivat polysakkaridiketjun keskellä olevia glykosidisia sidoksia.^[2]

Glykosidaasit voidaan luokitella myös niiden katalysoiman reaktion mekanismin perusteella stereokemian säilyttäviin tai invertoiviin glykosidaaseihin. Stereokemian eli anomeerin säilyttävät glykosidaasit pitävät glykosidisen hiilen stereokemian samana, mikä se oli alkuperäisessä polysakkaridissa, ja invertoivat entsyymit kääntävät sen. Invertoivien glykosidaasien aktiivisen kohdan aminohapot toimivat happo-emäs-katalyytteinä. Negatiivisesti varautunut karboksyyliryhmä vastaanottaa vedeltä protonin, mikä tekee siitä nukleofiilisemman hydroksidi-ionin. Tämä ioni reagoi glykosidisen sidoksen hiilen kanssa nukleofiilisella substituutiolla, jolloin stereokemia kääntyy. Stereokemian säilyttävillä glykosidaaseilla tämä inversio tapahtuu kahdesti, jolloin lopputuloksena on alkuperäisen stereokemian säilyminen.^[2][3][4]

Invertoivien glykosidaasien reaktiomekanismi on seuraava:

Stereokemian säilyttävät glykosidaasit katalysoivat reaktiota seuraavasti:

Glykosidaasien inhibiittorit

Glykosidaasien virheellisen toiminnan on havaittu olevan yksi tekijöistä muun muassa Alzheimerin taudissa, eräissä syövissä ja perinnöllisissä sairauksissa. Niillä voi olla käyttöä myös virustautien hoidossa sekä maatalouskemikaaleina. Monet alkaloidit ovat glykosidaasien inhibiittoreita ja näitä ovat muun muassa deoksinojirimysiini, kastanospermiini ja swainsoniini.^[3]

Lähteet

1. Thomas Scott, Eric Ian Mercer: Concise encyclopedia biochemistry and molecular biology. Walter de Gruyter, 1997. ISBN 978-3110145359 (englanniksi)
2. Robert V. Stick: Carbohydrates: The Sweet Molecules of Life, s. 198–204. Elsevier, 2001. ISBN 978-0-12-670960-5 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 13.12.2016). (englanniksi)
3. Karlheinz Drauz, Harald Groger & Oliver May: Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, s. 419–427. John Wiley & Sons, 2012. ISBN 978-3-527-32547-4 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 13.12.2016). (englanniksi)
4. Uwe Theo Bornscheuer, Romas Joseph Kazlauskas: Hydrolases in Organic Synthesis, s. 241. John Wiley & Sons, 2006. ISBN 978-3-527-60712-9 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 25.4.2016). (englanniksi)